En un mundo que se está calentando, la transición de combustibles fósiles a energías renovables está cobrando fuerza. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la capacidad global para la generación de energía renovable se está expandiendo más rápidamente que en cualquier otro momento en los últimos treinta años. La agencia predice (enlace externo a ibm.com) que para 2025, la energía renovable superará al carbón para convertirse en la principal fuente de electricidad del mundo. Se prevé que la generación de energía eólica y solar fotovoltaica supere la generación de energía nuclear en 2025 y 2026, respectivamente. Y para 2028, 68 países (enlace externo a ibm.com) contarán con energías renovables como su principal fuente de energía.
El aceleramiento en la generación de energía limpia y renovable llega en un momento oportuno para los legisladores y defensores preocupados por el cambio climático causado por las emisiones de gases de efecto invernadero.
En la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28) de 2023, los gobiernos establecieron el objetivo de triplicar la capacidad mundial de energía renovable para 2030. Según la AIE, idealmente, esto será útil para avanzar en la descarbonización, mitigar el cambio climático y lograr cero emisiones netas, (enlace externo a ibm.com).
Para desarrollar tecnología de energía renovable, los gobiernos están recurriendo a diversas medidas de política pública. El Plan Industrial del Pacto Verde de la Unión Europea, los incentivos vinculados a la producción (PLI, sigla en inglés de production linked incentives) de la India y la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) en los Estados Unidos son políticas diseñadas para estimular aún más la integración de la energía sustentable. Las políticas económicas de apoyo en China han acelerado los proyectos de energía eólica y solar fotovoltaica en tierra, ayudando al país a superar los objetivos nacionales para 2030 años antes de lo previsto. Esto es crucial para el objetivo de triplicar las energías renovables en todo el mundo, ya que China representa casi el 60 % de toda la nueva capacidad mundial de energía renovable que se espera que entre en línea para 2028 (enlace externo a ibm.com). Además, la evolución de las regulaciones sobre iniciativas corporativas ambientales, sociales y de gobierno (ESG) en todo el mundo está aumentando la demanda de energía renovable en el sector privado, alentando así un mayor crecimiento.
A pesar de las amplias medidas políticas, el apoyo político suele variar en función del tipo de energía renovable de que se trate. Veamos más de cerca varios tipos de recursos energéticos renovables y las tendencias que se perfilan en cada categoría.
Según la AIE, en 2023, la energía solar fotovoltaica constituía tres cuartas partes de las incorporaciones de capacidad renovable en todo el mundo. El crecimiento de la capacidad originado tanto en las plantas a escala de servicios públicos como en la adopción de sistemas fotovoltaicos distribuidos (generación de energía solar in situ en hogares y negocios)representó la otra mitad enlace externo a ibm.com).
El continuo apoyo político de los gobiernos de todo el mundo sigue siendo el principal impulsor de este crecimiento. Por ejemplo, algunos legisladores incentivan la generación de energía renovable por parte de personas y empresas a través de programas de medición neta que permiten a los clientes de servicios públicos enviar el exceso de energía generada a sus servicios públicos para obtener créditos. Otros incentivos que fomentan la producción y el uso de energía solar incluyen tarifas de alimentación, créditos fiscales y subastas en las que los proveedores de energía solar compiten por el precio del mercado de energía para conseguir contratos.
La expansión de la cadena de suministro de energía solar fotovoltaica está permitiendo la fabricación necesaria para satisfacer las demandas de una industria en crecimiento. Se espera que una mayor capacidad de fabricación en Estados Unidos, India y la UE ayude a diversificar la cadena de suministro de energía solar fotovoltaica, pero China sigue dominando el espacio. El país albergaba el 95 % de las nuevas instalaciones de fabricación de tecnología solar en 2022 (enlace externo a ibm.com). Y los avances en la tecnología solar fotovoltaica están produciendo paneles solares más livianos, menos costosos y más eficientes (enlace externo a ibm.com) que seguirán aumentando la capacidad de generación con el tiempo.
Con base en el escenario de Cero Emisiones Netas para 2050 (NZE, sigla en inglés de Net Zero Emissions) de la AIE, si las tasas de crecimiento actuales se mantienen hasta 2030, la energía solar fotovoltaica está “en camino” de alcanzar la capacidad de generación anual de aproximadamente 8300 teravatios-hora (TWh) para fines de la década (enlace externo a ibm.com). Además, se espera que la energía solar fotovoltaica sea la fuente de energía predominante en la producción de hidrógeno verde o de bajas emisiones. El hidrógeno de bajas emisiones (en contraste con el hidrógeno producido con energía de combustibles fósiles) puede impulsar potencialmente mayores iniciativas de descarbonización (enlace externo a ibm.com) en empresas que van desde la fabricación de acero hasta la producción de amoníaco, donde el hidrógeno se emplea con fines industriales.
Al igual que con la energía solar, las políticas públicas han sido fundamentales para impulsar la expansión de la energía eólica, pero las proyecciones de crecimiento varían según la región. China experimentó un aumento del 66 % en la capacidad de energía eólica en 2023 y está en camino de ampliarse aún más en los próximos años. Sin embargo, el desarrollo de proyectos ha sido más lento de lo previsto inicialmente en Europa y América del Norte. Los proyectos eólicos en el mar fueron especialmente vulnerables: en 2023, solo en Estados Unidos y el Reino Unido, los desarrolladores cancelaron proyectos en el mar (enlace externo a ibm.com) con una capacidad total de 15 gigavatios (GW).
Las políticas públicas recientes pueden ayudar a apoyar a la industria durante este periodo difícil. En 2023, la Unión Europea anunció su Plan de acción de energía eólica, con medidas para mejorar la gestión de los permisos, los procesos de subasta y el acceso de financiamiento, así como ampliar la capacitación de la fuerza laboral (enlace externo a ibm.com). En el mismo año, nueve países europeos anunciaron planes para aumentar la capacidad de generar energía eólica en el mar a más de 120 GW para 2030 y más de 300 GW para 2050 (enlace externo a ibm.com). Mientras tanto, en Estados Unidos, el gobierno está invirtiendo en el desarrollo de parques eólicos flotantes. El despliegue de parques eólicos flotantes con una capacidad de 15 GW se espera para 2035 (enlace externo a ibm.com).
Para que la energía eólica alcance los objetivos de NZE de la AIE, el crecimiento anual promedio tendría que alcanzar o superar el 17 % anual hasta 2030 (enlace externo a ibm.com).
En la actualidad, la energía hidroeléctrica genera más energía (alcanzando los 4300 TWh en 2022) que todas las demás fuentes de energía limpia combinadas y seguirá siendo la mayor fuente hasta 2030, según la AIE. A pesar del crecimiento pequeño pero constante y la confiabilidad comprobada, se prevé que las nuevas incorporaciones de energía hidroeléctrica disminuyan un 23 % (enlace externo a ibm.com) durante la próxima década debido a la desaceleración del desarrollo en Europa, China y América Latina.
En los últimos 20 años, el enfoque de la industria energética se ha alejado de la energía hidroeléctrica, con la mayoría de los países centrando sus políticas e incentivos en la expansión de las energías solar y eólica. Actualmente, menos de 30 países (enlace externo a ibm.com) ofrecen políticas para apoyar el desarrollo de nuevas centrales hidroeléctricas y la renovación de plantas existentes frente a más de 100 países con políticas para apoyar las energías eólica y solar fotovoltaica.
Para cumplir con el escenario NZE, la energía hidroeléctrica necesitaría crecer a una tasa anual de al menos 4 % (enlace externo a ibm.com).
La expansión global de los biocombustibles está en marcha, en gran parte gracias a las políticas gubernamentales de apoyo en economías emergentes como Brasil, India e Indonesia. La demanda está impulsada en gran medida por el sector del transporte en esos países, mientras que el suministro está habilitado por la disponibilidad de biomasa. Brasil lidera el camino en la expansión de biocombustibles, representando un crecimiento proyectado del 40 % para 2028 (enlace externo a ibm.com).
La expansión de los biocombustibles es más limitada en la UE, Estados Unidos, Canadá y Japón debido en parte a los altos costos y a la creciente popularidad de los vehículos eléctricos. Las principales áreas de crecimiento de los biocombustibles en estos países son los segmentos de diésel renovable y biojet. En general, los biocombustibles como el bioetanol y el biodiésel, en combinación con los vehículos eléctricos, tienen el potencial de compensar el equivalente de petróleo de cuatro millones de barriles para 2028. A pesar de tales hitos, la AIE prevé (enlace externo a ibm.com) que la expansión de los biocombustibles seguirá estando por debajo de los objetivos de NZE para 2030.
Biogás: si bien el crecimiento de la industria del biogás comenzó en la década de 1990, en los últimos dos años se observó un aumento en el apoyo político a la alternativa del gas natural. Actualmente, casi la mitad de toda la producción mundial de biogás proviene de Europa, con el 20 % de eso solo de Alemania (enlace externo a ibm.com).
Históricamente, el biogás se ha empleado en centrales térmicas y eléctricas. Sin embargo, más recientemente, los gobiernos fomentaron los usos industriales y de transporte del biometano, un biogás que, como su nombre indica, contiene una concentración sustancial de metano. Con 13 países implementando nuevas y sólidas políticas de apoyo al biogás desde 2022, la AIE proyecta (enlace externo a ibm.com) que el crecimiento de la producción de biogás se acelerará hasta 2028.
Los desarrollos tecnológicos están creando oportunidades para llevar la energía geotérmica a más lugares. Por ejemplo, a través de Enhanced Geothermal Energy Systems, el fluido se inyecta bajo tierra en áreas sin fuentes naturales de agua caliente. El fluido se calienta bajo tierra y luego se bombea a la superficie, donde genera electricidad (enlace externo a ibm.com). Se están planeando o llevando a cabo varios proyectos geotérmicos en todo el mundo, incluso en América del Norte, Europa y Asia.
A pesar de estos avances, los defensores de la energía geotérmica afirman que se necesitan políticas para aprovechar su potencial sin explotar. El carácter intensivo en capital y los costos de financiamiento de los proyectos geotérmicos pueden ser prohibitivos. La evolución de las economías de escala y los continuos avances tecnológicos podrían ayudar a reducir los costos, pero por ahora, la AIE pronostica que solo alrededor del 1 % de la energía renovable provendrá de la producción de energía geotérmica para 2030.23
A medida que se agreguen más energías renovables a los sistemas energéticos, la tecnología desempeñará un papel crucial para mantener el flujo del suministro de energía y, al mismo tiempo, garantizar la seguridad energética y la estabilidad de las redes eléctricas.
Dado que las fuentes de energía renovable, especialmente la eólica y la solar, son vulnerables a las condiciones ambientales, garantizar una producción y distribución óptimas es crucial para proporcionar un suministro de energía estable y resiliente. La previsión de energías renovables se está convirtiendo rápidamente en una herramienta importante en la transición energética. Por ejemplo, soluciones como IBM Renewables Forecasting Platform dentro de IBM Environmental Intelligence Suite pueden proporcionar pronósticos de la generación de energía eólica y solar con un día de anticipación con una precisión del 92 %.
Un mejor almacenamiento también ayudará a que los sistemas de energía sean más resilientes. Las energías solar, eólica e hidroeléctrica requieren sistemas de almacenamiento de energía para proporcionar un suministro constante. A medida que la tecnología de baterías a escala de red evolucione, las empresas de servicios públicos podrán almacenar electricidad a largo plazo para gestionar mejor la carga durante los periodos de baja o nula producción. Por ejemplo, las baterías de flujo son una forma escalable y de bajo costo de almacenamiento de energía a largo plazo a escala de red que se está desarrollando actualmente.
Desde baterías hasta paneles solares, la gestión eficaz de activos es un componente importante para apoyar una transición de energía limpia; la gestión inteligente de activos y el mantenimiento predictivo pueden monitorear el estado de los activos y prolongar su vida útil. Por ejemplo, la Autoridad de Energía de Nueva York (NYPA, sigla en inglés de New York Power Authority) está optimizando su gestión de activos con IBM Maximo Application Suite. El objetivo es digitalizar la infraestructura energética del estado y transformarla en un sistema limpio, confiable, resiliente y asequible durante la próxima década.
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